JPH01291660A - Surge voltage suppression circuit - Google Patents
Surge voltage suppression circuitInfo
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- JPH01291660A JPH01291660A JP12085588A JP12085588A JPH01291660A JP H01291660 A JPH01291660 A JP H01291660A JP 12085588 A JP12085588 A JP 12085588A JP 12085588 A JP12085588 A JP 12085588A JP H01291660 A JPH01291660 A JP H01291660A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.
Description
【発明の詳細な説明】
〔概 要〕
スイッチング電源におけるサージ電圧抑制回路に関し、
スイッチング電源を構成するトランジスタのターンオン
時及びターンオフ時に、ダイオードに発生するサージ電
圧を抑制することを目的とし、開閉用トランジスタ、可
飽和磁心、インダクタンス、整流用ダイオード、平滑用
コンデンサを有する昇圧型コンバータにおいて、
上記可飽和磁心の2次側巻線と上記インダクタンスの2
次側巻線の一端を接続し、該2次側巻線の他端にダイオ
ードと抵抗とを直列に接続するよう構成する。[Detailed Description of the Invention] [Summary] Regarding a surge voltage suppression circuit in a switching power supply, the purpose of this invention is to suppress the surge voltage generated in a diode when a transistor constituting a switching power supply is turned on and turned off. , a boost converter having a saturable magnetic core, an inductance, a rectifying diode, and a smoothing capacitor, a secondary winding of the saturable magnetic core and a secondary winding of the inductance.
One end of the secondary winding is connected, and a diode and a resistor are connected in series to the other end of the secondary winding.
本発明は、スイッチング電源におけるサージ電圧抑制回
路に関する。The present invention relates to a surge voltage suppression circuit in a switching power supply.
スイッチング電源には、逆位相でオン・オフするトラン
ジスタTrとダイオードDが存在するが、トランジスタ
Trがターンオンした瞬間にダイオードDがオフになる
わけでなく、ダイオードDの蓄積電荷により逆方向電流
がパルス状に流れる。この時回路内にあるダイオードD
と布線に寄生したインダクタンスにエネルギーを蓄積す
ることになリ、ダイオードDがオフになった時に過大な
サージ電圧を発生し、またこれに起因して出力端子に大
きなノイズが発生する。A switching power supply has a transistor Tr and a diode D that turn on and off in opposite phases, but the diode D does not turn off the moment the transistor Tr turns on, and the accumulated charge in the diode D causes a pulse of reverse current. flow in a shape. At this time, the diode D in the circuit
As a result, energy is accumulated in the inductance parasitic to the wiring, and an excessive surge voltage is generated when diode D is turned off, which also generates large noise at the output terminal.
このサージ電圧を抑制する回路が種々検討されており、
今回昇圧型コンバータにおけるサージ電圧抑制回路を提
案するものである。Various circuits have been studied to suppress this surge voltage.
This time, we propose a surge voltage suppression circuit for boost converters.
従来の昇圧型コンバータにおけるサージ電圧抑制回路の
回路図を第3図に示す。図において、1は開閉用トラン
ジスタTr、2は可飽和磁心5R33はインダクタンス
I7.4は整流用ダイオードD、5は平滑用コンデンサ
C16は入力直流電源E、7は負荷RL、8はRCスナ
バ回路を示す。FIG. 3 shows a circuit diagram of a surge voltage suppression circuit in a conventional boost converter. In the figure, 1 is a switching transistor Tr, 2 is a saturable magnetic core 5R33 is an inductance I7, 4 is a rectifying diode D, 5 is a smoothing capacitor C16 is an input DC power supply E, 7 is a load RL, and 8 is an RC snubber circuit. show.
昇圧型コンバータは、開閉用トランジスタlのオン・オ
フのスイッチングにより入力直流電源6の入力電圧を昇
圧して、負荷7に直流電圧を供給する回路である。開閉
用トランジスタ1のベース電圧のオン・オフにより、ト
ランジスタのコレクタ電流icがオン・オフし、インダ
クタンス3に蓄積された電荷が整流用ダイオード4を通
してコンデンサ5に蓄積され、負荷7に放電電圧Vcが
供給される。例えば入力室H6の直流電圧を5Vとすれ
ば、負荷7に供給される電圧VcはIOVの一定電圧に
なる。スイッチング電源として逆位相でオンオフするト
ランジスタ1とダイオード4とは、トランジスタがオン
したときはダイオードがオフしトランジスタがオフした
ときはダイオードがオンするが、トランジスタ1がター
ンオンした瞬間にダイオード4がオフになるわけでなく
、ダイオード4の蓄積電荷により逆方向電流ioがパル
ス状に流れる。この時回路内のダイオード4+布線の畜
生インダクタンスにエネルギーが蓄積され、ダイオード
4がオフになった時、過大なサージ電圧を発生し、また
これに起因して出力端子に大きなノイズが発生する。こ
のサージ電圧発生の主要因であるダイオード4の逆方向
電流1.を阻止する手段として可飽和磁心2が用いられ
ている。The boost converter is a circuit that boosts the input voltage of the input DC power supply 6 by switching on and off the on/off transistor l, and supplies the DC voltage to the load 7. By turning on and off the base voltage of the switching transistor 1, the collector current IC of the transistor turns on and off, and the charge accumulated in the inductance 3 is accumulated in the capacitor 5 through the rectifying diode 4, and the discharge voltage Vc is applied to the load 7. Supplied. For example, if the DC voltage of the input chamber H6 is 5V, the voltage Vc supplied to the load 7 will be a constant voltage of IOV. Transistor 1 and diode 4 turn on and off in opposite phases as a switching power supply; when the transistor is on, the diode is off, and when the transistor is off, the diode is on, but the moment transistor 1 turns on, diode 4 turns off. Instead, the reverse current io flows in a pulsed manner due to the accumulated charge in the diode 4. At this time, energy is accumulated in the inductance of the diode 4 and the wiring in the circuit, and when the diode 4 is turned off, an excessive surge voltage is generated, and due to this, large noise is generated at the output terminal. Reverse current of diode 4 which is the main cause of this surge voltage 1. A saturable magnetic core 2 is used as a means to prevent this.
可飽和磁心2は飽和状態のときはインダクタンスが低く
、非飽和状態のときはインダククンが高いので、可飽和
磁心2の飽和、非飽和状態によりトランジスタ1のター
ンオン即ちコレクタ電流の立上がり時間と、ターンオフ
即ちコレクタ電流の立下がり時間とを制御して、トラン
ジスタ1をオンオフする。The saturable magnetic core 2 has a low inductance when it is in a saturated state, and a high inductance when it is in a non-saturated state, so depending on the saturated and non-saturated states of the saturable magnetic core 2, the turn-on time of the transistor 1, that is, the rise time of the collector current, and the turn-off time, that is, the rise time of the collector current, The transistor 1 is turned on and off by controlling the fall time of the collector current.
しかし可飽和磁心2だけであると、トランジスタ1のタ
ーンオン時にダイオード4の逆方向電流i、は可飽和磁
心2の高インダクタンスにより抑えられており、このと
き可飽和磁心2は飽和状態から非飽和状態になり、トラ
ンジスタ1がオン期間中は非飽和の状態を保っている。However, if there is only the saturable magnetic core 2, the reverse current i of the diode 4 when the transistor 1 is turned on is suppressed by the high inductance of the saturable magnetic core 2, and at this time the saturable magnetic core 2 changes from the saturated state to the unsaturated state. , and the transistor 1 remains in a non-saturated state during the on period.
このため次にトランジスタ1がターンオフした時、ダイ
オード4に流れる順方向電流も可飽和磁心2の高・イン
ダクタンスによって阻止されることになり、トランジス
タ1に過大なサージ電圧が発生してトランジスタ1にス
トレスを与える。Therefore, the next time transistor 1 is turned off, the forward current flowing through diode 4 is also blocked by the high inductance of saturable magnetic core 2, and an excessive surge voltage is generated in transistor 1, causing stress on transistor 1. give.
ダイオード4の両端に発生するサージ電圧や、。The surge voltage generated across the diode 4.
これに起因して出力端に大きなノイズが発生するが、そ
の対策としてダイオード4の両端に抵抗とコンデンサの
直列回路よりなるRCスナバ回路8を付加する方法が一
般的である。しかしサージ電圧発生の主要因がダイオー
ドの逆方向電流であることを考えると、これを阻止する
方が効果的な対策であり、その手段として可飽和磁心2
の利用が考えられている。しかし可飽和磁心2のみでは
、ダイオード4の逆方向電流を阻止する高インダクタン
スがダイオード4の順方向電流も阻止することになり、
逆にトランジスタスイッチIの両端にサージ電圧が発生
する。This causes large noise to occur at the output end, but as a countermeasure to this, a common method is to add an RC snubber circuit 8 consisting of a series circuit of a resistor and a capacitor to both ends of the diode 4. However, considering that the main cause of surge voltage generation is the reverse current of the diode, it is more effective to prevent this.
is being considered for use. However, with only the saturable magnetic core 2, the high inductance that blocks the reverse current of the diode 4 also blocks the forward current of the diode 4.
Conversely, a surge voltage is generated across the transistor switch I.
したがって、スイッチング電源の問題であるトランジス
タのターンオン時及びターンオフ時に、ダイオードに発
生するサージ電圧を抑制するため可飽和磁心の利用によ
る方法だけでは、サージ電圧がトランジスタスイッチの
両端に発生するので、本発明はこれを抑制する回路を提
供することを口約としている。Therefore, if only the method of using a saturable magnetic core is used to suppress the surge voltage generated in the diode when the transistor is turned on and turned off, which is a problem with switching power supplies, surge voltage will be generated across the transistor switch. has promised to provide a circuit to suppress this.
この課題を解決する為に、本発明では可飽和磁心とイン
ダクタンスに2次巻線を設けることにより、l・ランジ
スタのターンオン時に発生するダイオードの逆方向電流
を阻止するものである。In order to solve this problem, the present invention provides a secondary winding around the saturable magnetic core and the inductance to block the reverse current in the diode that occurs when the l transistor is turned on.
第1図に本発明の昇圧型コンバータにおけるサージ電圧
抑制回路の原理構成図を示す。図において、1は開閉型
トランジスタ、4は整流用ダイオード′、5は平滑用コ
ンデンサ、6は直流電源、7は負荷で、昇圧型コンバー
タを構成する。10は本発明で付加されたサージ電圧抑
制回路で、2次巻線を有する可飽和磁心20.2次巻線
を有するインダクタンス30、可飽和磁心20とインダ
クタンス30の2次側に接続される整流用ダイオード4
0と抵抗器50より構成される点線で囲まれた部分であ
る。FIG. 1 shows a basic configuration diagram of a surge voltage suppression circuit in a boost converter according to the present invention. In the figure, 1 is an open/close type transistor, 4 is a rectifying diode', 5 is a smoothing capacitor, 6 is a DC power supply, and 7 is a load, which constitutes a step-up converter. 10 is a surge voltage suppression circuit added in the present invention; a saturable magnetic core 20 having a secondary winding; an inductance 30 having a secondary winding; a rectifier connected to the secondary side of the saturable magnetic core 20 and the inductance 30; diode 4
0 and the resistor 50 surrounded by a dotted line.
本発明では、可飽和磁心20とインダクタンス30の1
次側により従来と同様に、逆位相でオン・オフするトラ
ンジスタ1とダイオード4により発生するダイオード4
の逆方向電流を阻止することが出来る。可飽和磁心20
は、飽和状態では微小なインダクタンスであり、非飽和
状態ではそのインダクタンスは無限大になる。In the present invention, one of the saturable magnetic core 20 and the inductance 30 is
Diode 4 generated by transistor 1 and diode 4 that turn on and off in opposite phases on the next side, as in the conventional case.
can prevent reverse current. Saturable magnetic core 20
is a minute inductance in a saturated state, and becomes infinite in a non-saturated state.
まず初めに、トランジスタlがオフ状態の時はインダク
タンス30と可飽和磁心20に電流が流れ、可飽和磁心
20は飽和状態であり低インダクタンスである。次にト
ランジスタ1がターンオフ及びオフの状態では、オンの
時にインダクタンス30に蓄積された電荷が放出される
為、可飽和磁心20は飽和状態を維持するのでサージ電
圧は発生しない。First, when the transistor l is in the off state, a current flows through the inductance 30 and the saturable magnetic core 20, and the saturable magnetic core 20 is in a saturated state and has a low inductance. Next, when the transistor 1 is turned off and off, the charge accumulated in the inductance 30 when it is on is released, so the saturable magnetic core 20 maintains a saturated state, so no surge voltage is generated.
次にトランジスタ1がターンオンの状態、即ちダイオー
ド4の逆方向電流が発生する状態では、ダイオード4に
蓄積電荷がある領域では逆方向電流が流れるが、飽和磁
心20に逆方向に電圧がかかるため直ぐに飽和fW心2
0は非飽和状態になり、その高インダクタンスの為逆方
向電流は阻止される。Next, when the transistor 1 is turned on, that is, when a reverse current is generated in the diode 4, the reverse current flows in the region where the diode 4 has accumulated charge, but because a voltage is applied to the saturated magnetic core 20 in the reverse direction, it immediately stops flowing. Saturation fW core 2
0 becomes unsaturated and reverse current is blocked due to its high inductance.
このとき2次側に流れる電流は抵抗50のため逆方向電
流より小さい。ダイオード4が完全にオフになった領域
では、ダイオード、4は蓄積電荷を放出してオフ状態に
なる。このときインダクタンス30に蓄えられた≠ネル
ギーにより、飽和磁心20を強制的に飽和状態に戻すこ
とが出来る。At this time, the current flowing to the secondary side is smaller than the reverse current because of the resistor 50. In the region where the diode 4 is completely off, the diode 4 releases the stored charge and becomes off. At this time, the ≠ energy stored in the inductance 30 can force the saturated magnetic core 20 to return to the saturated state.
以上の状態を繰り返すことにより、トランジスタ1のオ
ン・オフにより発生するダイオード4によるサージ電圧
を抑制することが出来る。By repeating the above state, it is possible to suppress the surge voltage caused by the diode 4 caused by turning on and off the transistor 1.
本発明の実施例を第2図(a)、(b)、(C)。 Examples of the present invention are shown in FIGS. 2(a), (b), and (C).
(d)に分解して説明する。図において、Trは開閉用
トランジスタエ、Dは整流用ダイオード4、Cは平滑用
コンデンサ5、Eは入力直流電源6.1?Lは負荷6、
SRは可飽和磁心20. Lはインダクタンス30、D
、−は2次巻線に接続された整流用ダイオード40、R
は2次巻線に接続された抵抗50を示す。(d) will be broken down and explained. In the figure, Tr is a switching transistor, D is a rectifying diode 4, C is a smoothing capacitor 5, and E is an input DC power source 6.1? L is load 6,
SR is a saturable magnetic core 20. L is inductance 30, D
, - is a rectifier diode 40 connected to the secondary winding, R
indicates a resistor 50 connected to the secondary winding.
第2図(a)はl・ランジスタTrがオン状態の時で、
+と−はインダクタンスI、及び可飽和磁心SRに発生
する電圧の方向を示す。またjC+ jO+jPはそれ
ぞれインダクタンスLの1次巻線側、可飽和磁心SRの
1次巻線側、インダクタンスLと可飽和磁心SRの2次
巻線側に流れる電流及びその方向を示す。Trがオン状
態のときはコレクタ電流icがインダクタンスしに流れ
、ダイオードDに整流方向に電流i。が流れてコンデン
サCに蓄積される。この電流により可飽和磁心SRの1
次巻線側が飽和状態になり、低インダクタンスとなる。FIG. 2(a) shows when the l transistor Tr is in the on state,
+ and - indicate the direction of the inductance I and the voltage generated in the saturable magnetic core SR. Further, jC+ jO+jP respectively indicate the current flowing to the primary winding side of the inductance L, the primary winding side of the saturable magnetic core SR, and the current flowing to the secondary winding side of the inductance L and the saturable magnetic core SR, and their directions. When the Tr is on, a collector current IC flows through the inductance, and a current i flows through the diode D in the rectifying direction. flows and is accumulated in capacitor C. This current causes the saturable magnetic core SR to
The next winding becomes saturated, resulting in low inductance.
この時、2次巻線側には整流器り、の方向に電流i。At this time, a current i flows in the direction of the rectifier on the secondary winding side.
が流れる。flows.
第2図(b)はトランジスタTrがターンオフ及びオフ
状態の時で、上記のオンの時にインダクタンスLの1次
巻線側に蓄積された電荷が放出されるため、電流i。に
より可飽和磁心SRの1次巻線側は飽和状態を維持する
ので、サージ電圧は発生しない。この時、2次巻線側に
流れる逆方向電流i、は整流器り、により阻止される。FIG. 2(b) shows when the transistor Tr is turned off and off, and when the transistor Tr is turned on, the charge accumulated on the primary winding side of the inductance L is released, so that the current i. As a result, the primary winding side of the saturable magnetic core SR maintains a saturated state, so no surge voltage is generated. At this time, the reverse current i flowing to the secondary winding side is blocked by the rectifier.
第2図(c)はトランジスタTrがターンオンの状態、
即ちダイオードDの逆方向電流i1)が発生する状態を
示す。この時、ダイオードDに蓄積電荷がある領域では
、ダイオードDの蓄積電荷のためダイオードDは短絡状
態にあり、逆方向に電流ioが流れるが、可飽和磁心S
Rの1次巻線側に逆方向に電圧がかかるため、直ぐに可
飽和磁心SRは非飽和状態になり、その高インダクタン
スのため逆方向電流iDは阻止される。この時、2次巻
線側には整流器り、の方向に電流i、が流れるが、抵抗
Rにより制限されて電流i、より小さい。FIG. 2(c) shows a state in which the transistor Tr is turned on.
That is, this shows a state in which a reverse current i1) of diode D is generated. At this time, in the region where the diode D has accumulated charge, the diode D is short-circuited due to the accumulated charge in the diode D, and the current io flows in the opposite direction, but the saturable magnetic core S
Since a voltage is applied in the reverse direction to the primary winding side of R, the saturable magnetic core SR immediately becomes unsaturated, and the reverse current iD is blocked due to its high inductance. At this time, a current i flows in the direction of the rectifier on the secondary winding side, but it is limited by the resistor R and is smaller than the current i.
第2図(d)はトランジスタTrがターンオンの状態で
、ダイオードDが完全にオフになった領域では、ダイオ
ードDは蓄積電荷を放出するとオフ状態になる。この時
、インダクタンスしに蓄えられたエネルギーにより、2
次巻線側に整流方向に流れる電流ipにより、可飽和磁
心SRを飽和状態に戻すことが出来る。その後再び第2
図(a)の状態に戻る。In FIG. 2(d), in a region where the transistor Tr is turned on and the diode D is completely off, the diode D becomes off after releasing the accumulated charge. At this time, due to the energy stored in the inductance, 2
The saturable magnetic core SR can be returned to the saturated state by the current ip flowing in the rectifying direction toward the next winding. Then again the second
Return to the state shown in figure (a).
上記第2図(a)から((1)の状態を繰り返すことに
より、トランジスタTrのオン・オフにより発生するダ
イオードDの逆方向電流i(、を阻止すると共に、可飽
和磁心SRにより発生するサージ電圧を抑制することが
出来る。By repeating the conditions of (1) from FIG. Voltage can be suppressed.
第1図は本発明の原理回路構成図、第2図は本発明の実
施例を段階的に説明する回路構成図、第3図は従来例の
回路構成図を示す。
図において、1は開閉用トランジスタ、2.20は可飽
和磁心、3.30はインダクタンス、4,40は整流用
ダイオード、5は平滑用コンデンサ、6は入力直流電源
、7はi荷、8はスナバ回路、10はサージ電圧抑制回
路、50は抵抗器を示す。
本発明の原理回路構成図
第1図
第3図FIG. 1 is a circuit diagram showing the principle of the present invention, FIG. 2 is a circuit diagram illustrating an embodiment of the present invention step by step, and FIG. 3 is a circuit diagram of a conventional example. In the figure, 1 is a switching transistor, 2.20 is a saturable magnetic core, 3.30 is an inductance, 4 and 40 are rectifying diodes, 5 is a smoothing capacitor, 6 is an input DC power supply, 7 is an i-load, and 8 is an 10 is a snubber circuit, 10 is a surge voltage suppression circuit, and 50 is a resistor. Principle circuit diagram of the present invention Fig. 1 Fig. 3
Claims (1)
ダクタンス(30)、整流用ダイオード(4)、平滑用
コンデンサ(5)を有する昇圧型コンバータにおいて、 上記可飽和磁心(20)の2次側巻線と上記インダクタ
ンス(30)の2次側巻線の一端を接続し、該2次側巻
線の他端にダイオード(40)と抵抗(50)とを直列
に接続することを特徴とするサージ電圧抑制回路。[Scope of Claims] A boost converter having a switching transistor (1), a saturable magnetic core (20), an inductance (30), a rectifying diode (4), and a smoothing capacitor (5), wherein the saturable magnetic core ( 20) and one end of the secondary winding of the inductance (30) are connected, and a diode (40) and a resistor (50) are connected in series to the other end of the secondary winding. A surge voltage suppression circuit characterized by:
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12085588A JPH01291660A (en) | 1988-05-18 | 1988-05-18 | Surge voltage suppression circuit |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12085588A JPH01291660A (en) | 1988-05-18 | 1988-05-18 | Surge voltage suppression circuit |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01291660A true JPH01291660A (en) | 1989-11-24 |
Family
ID=14796617
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12085588A Pending JPH01291660A (en) | 1988-05-18 | 1988-05-18 | Surge voltage suppression circuit |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01291660A (en) |
-
1988
- 1988-05-18 JP JP12085588A patent/JPH01291660A/en active Pending
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